Pumpar, beräkningar
Höjdberäkningar för pumpar
För att kunna genomföra pumpberäkningar måste ett antal egenskaper hos vätskan, systemet och pumpen vara kända:
- Vätskan: viskositet, densitet, ångbildningstryck, partiklar, brandklass, kemiska egenskaper och PH-värde.
- Systemet: sug/trycksida, rörlängder, diametrar, ventiler, krökar, kapacitetskrav, drifttid och NPSHtill.
- Pumpen: kapacitet, tryck, NPSHerf, effektbehov, och verkningsgrad.
En pumps uppgift är att transportera vätska och för att kunna göra detta måste den kunna övervinna det motstånd som bildas då vätskan strömmar genom systemet. Det finns två typer av motstånd som uppstår i systemet. Dels motstånd som uppstår på grund av nivåskillnader mellan lägsta och högsta vätskenivån, så kallad statisk uppfordringshöjd, Hstat, och dels motstånd som uppstår på grund av friktion i bland annat ledningar, ventiler och krökar, så kallat strömningsmotstånd, hf. Den totala uppfordringshöjden, H, fås genom att summera sug- och trycksidans statiska lyfthöjd och friktionsförlusterna.
En schematisk illustration:
Genom att montera en manometer vid pumpen på trycksidan kan man mäta den totala tryckhöjden, Ht som är summan av hft + ht. På samma sätt kan man mäta den totala sughöjden, Hs, som är summan av hfs + hs genom att sätta en manometer vid pumpen på sugsidan.
Den största möjliga sughöjden i en pump kan beräknas enligt följande:
Beräkning av NPSH
Net Positive Suction Head, NPSH, beskriver det minsta inloppstrycket som behövs för att pumpen inte skall kavitera. En pumps kavitationskänslighet uppges i pumpens NPSHerf och uttrycks normalt i en NPSH-kurva för respektive pump. Detta värde skall ställas i relation till pumpens tillgängliga NPSH, det vill säga pumpens NPSHtillg.
Anläggningens NPSH kan beräknas enligt formeln:
Beräkning av verkningsgraden för en pump
En pumps verkningsgrad, ηpump, är kvoten mellan den hydrauliska effekten, Phydr, och den inmatade mekaniska effekten, Mω:
En pump drivs ofta av en elmotor via en växel. Elmotorns verkningsgrad är kvoten mellan den mekaniska effekten i axeln och inmatad elektrisk effekt, Pin:
Totalverkningsgraden kan beräknas som produkten av elmotorns verkningsgrad och pumpens verkningsgrad.
Beräkning av verkningsgraden i pumpanläggningar
Verkningsgraden i en pumpanläggning kan beräknas enligt följande formel:
